炭素質水素化硫黄

炭素質硫黄水素化物（CSH）は、 2020年10月にロチェスター大学のランガ・ディアス研究室によってネイチャー誌に発表された潜在的な超伝導体であるが、この論文は後に撤回された。^[1]報告によると、 267ギガパスカル（GPa）の圧力で15℃（59℉）の超伝導転移温度があり、発見された最高温度の超伝導体となるはずだった。^[2] この論文は、結論に疑問を投げかける非標準的なデータ分析のために批判に直面し、^{[3] [4] [5] [6] [7]} 2022年9月にネイチャー誌から撤回された。^[8] 2023年7月、著者らによる2本目の論文がデータ捏造の疑いでフィジカル・レビュー・レターズ誌から撤回され、2023年9月には著者らによるNドープルテチウム水素化物に関する3本目の論文がネイチャー誌から撤回された。^[9]

CSHは炭素、硫黄、水素からなる未解明の三元多水素化物化合物で、化学式はCH ₈ Sであると考えられています。極度の圧力下での測定は困難であり、特に元素が軽すぎてX線による結晶構造の決定（X線結晶構造解析）が困難です。^[1]

1911 年以前は、既知のすべての電気伝導体は、電荷キャリアと材料内の原子との衝突により電気抵抗を示していました。研究者は、低温の特定の材料では、電荷キャリアが材料内のフォノンと相互作用し、 BCS 理論で説明されているようにクーパー対を形成することを発見しました。このプロセスにより、電気抵抗がゼロの超伝導体が形成されます。超伝導状態への移行中に、磁力線が材料の内部から放出され、磁気浮上が可能になります。この効果は歴史的に低温でのみ発生することが知られていましたが、研究者は室温で動作できる材料を見つけるために何十年も費やしてきました。^[10]

この物質は炭素、硫黄、水素の三元ポリヒドリド化合物で、化学式はCSH8であると考えられています_。 2020年10月現在、この物質の分子構造は未解明のままです。極度の圧力と使用される軽元素は、X線測定などのほとんどの測定には適していないためです。^[1]

この物質は、ダイヤモンドアンビルセル内でメタン(CH ₄ )、硫化水素(H ₂ S)、水素 (H ₂ ) を圧縮し、532 nm の緑色レーザーを照射することで合成されたと報告されている。^[1]炭素と硫黄の出発化合物を1:1 のモル比で合成し、直径 5 ミクロン未満のボールに成形して、ダイヤモンドアンビルセルに配置する。次に水素ガスを加え、システムを 4.0 GPa に圧縮し、532 nm レーザーを数時間照射する。結晶は 10 GPa 未満では安定せず、室温で一晩放置すると破壊される可能性があると報告されている。^{[1]他の研究者は、3000 を超える候補相の電子状態密度に}ファンホーベ特異点や同様のピークが見られないことから、従来の超伝導は不可能であるため、このような物質が室温超伝導体として機能するかどうか懐疑的であった。^[11]

炭素を含まない硫黄水素化物の超伝導は2015年に初めて報告されました。^[12]

2020年10月14日、ディアス研究室のエリオット・スナイダーらによる論文が発表され、炭素質水素化硫黄は室温超伝導体であると主張した。^[1] 2年後、この論文は撤回された。^{[13] [14]} この論文の主張には、15℃（59℉）もの高温での超伝導状態が含まれていたが、^{[15] [16]これは、}高温超伝導の既存の記録保持者よりも約30℃（54℉）高かった。^{[2] [17]この状態は、一般的な自動車タイヤの圧力の100万倍である}267GPa（3870万psi）という非常に高い圧力でのみ観測可能であると主張された 。 ^{[16]この報告は}ネイチャー誌に掲載され、メディアで大きく取り上げられた。^{[17] [18] [19] [20] [21] [10] [22]}

これらの結果の妥当性は、ホルヘ・E・ヒルシュ^[4]や他の研究者によって疑問視された^{[3] 。 [7] [5]}データが入手できなかったため、元の論文に編集者注が付けられた。^[1]さらなる批判は、超伝導をテストするために使用された交流磁化率の測定^{[6] ​​[23]}に集中しており 、より決定的なマイスナー効果は実験規模では観察が困難すぎた。

2022年時点で、他の研究室ではこの結果を再現できず、論文のデータ分析に対する批判にも対処されていなかった。2022年2月15日、ネイチャー誌は論文に注意を促す編集者注を追加し^[1]、2022年9月26日には論文を完全に撤回した^{[1] 。 [8]} 2023年末までに、この研究室の他の2つの論文が、データ捏造の疑いにより、フィジカル・レビュー・レターズとネイチャー誌から撤回された。 ^{[24] [9]}この時点で、この研究室の他の出版物はより綿密に精査され、2024年3月時点で合計9つの論文が撤回された。^[25]

• ロバート・サービス（2021年8月26日）。「ダイヤモンドを少し粉砕するだけで、実用的な室温超伝導が現実に近づく可能性がある」。サイエンス| AAAS。